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引用 物理学家的错误预言  

2010-06-30 18:41:55|  分类: 资料  |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自清风飘舞《物理学家的错误预言 》

 

引用

清风飘舞物理学家的错误预言

 

威廉·汤姆生、洛伦兹、卢瑟福、爱因斯坦、爱迪生等无疑都是科学巨匠,对人类做出了巨大贡献,我们都应该记住他们的名字。但他们也会受历史条件的制约,在科学领域有其认识上的局限性,以至做出了一些很快就证明是错误的预言。2005年是世界物理年,写这篇文章的目的就是希望我们的青少年学生热爱科学,培养批判的眼光,敢于向权威挑战,这样才可能产生对人类做出巨大贡献的大科学家。

1 威廉·汤姆生:牛顿力学是“终极理论”

著名的英国物理学家威廉·汤姆生(开尔文)对热力学和电磁学的发展作出了重要贡献。他不仅根据盖·吕萨克、卡诺和克拉珀龙的理论首次提出了“绝对温标”概念,发现了获得低温主要方法的焦耳——汤姆生效应,而且还和克劳修斯确立了热力学第二定律。美英政府采用他的方案成功地铺设了第二条大西洋海底电缆,使发报速度提高了l0倍 他的伟大之处,还在于把自己的全部研究成果,毫无保留地介绍给了麦克斯韦,为麦克斯韦最后完成电磁场理论奠定了基础。

汤姆生虽然在科学上取得了如此众多的成就,是一位在科学探索中积极奋进的人,但其晚年却变得思想僵化禁锢。19世纪末,随着科学技术的飞速发展,特别是牛顿力学体系和门捷列夫元素周期律的完善,科学技术仿佛已经能够令人满意地勾画出自然现象及其相互关系的图像,并且似乎达到了某种臻于完善的程度。许多人认为,牛顿的经典物理学是无所不包、无所不能的,它既能概括宇宙中最大的天体的运动,也能概括最小的原子的运动,而且“对于未来的事物如同对过去的事物一样了如指掌”。许多科学家觉得,他们已经完成了他们应该做的工作,汤姆生就是这许多物理学家中突出的一个。1893年,他把科学发展的状况及其历史精心地编制成纲目,并发表演说宣布科学大厦已经建成,物理学的所有伟大发现都已齐备,以后物理学家们除了重复和改良过去的实验,使原子量或一些自然常数增加些小数点位数以外,将再也不会有什么事情可做了。当时,在他看来,人类对自然界的认识已经到了顶点,经典物理学已经发展到了“终极理论”,科学真理已经达到了“绝对真理”,所以科学探索可以终止了。


正因如此,汤姆生不仅自己先前的进取精神丧失殆尽,而且还反对别人获得的科学新发现。1903年,当物理学家卢瑟福提出了划时代的原子“蜕变理论”时,汤姆生极力反对,直到1907年他临死时,还顽固地否定这一理论。

2 洛伦兹:科学的大厦已经建成

生活于19世纪末20世纪初的荷兰物理学家洛伦兹,创立了经典电子论,确定了电子在电磁场中所受的力(洛伦兹力),预言了正常的塞曼效应,并在错误的以太学说的基础上提出了与相对论建立有关的高速运动的参考系与静止参考系之间时间、空间坐标的变换关系(洛伦兹变换),写作了不少科普读物。

虽然在物理学研究中取得了多方面的成就,但洛伦兹头脑中却充满了经典物理学的思想。像威廉·汤姆生一样,他认为当时“科学的大厦已经建成”。但是就在这时,作为光和电磁波传播介质的“以太”的存在,被德国物理学家迈克尔逊用实验否定了,结果立即使得牛顿的经典物理学理论混乱起来。头脑中充满经典物理学思想的洛伦兹面对眼前的事实,陷入了极度的苦恼之中。他对科学丧失了信心,哀叹物理学的“危机”。他绝望地说道:“在今天,人们提出了与昨天所说的话完全相反的主张,在这样的时期,真理已经没有标准,也不知道科学是什么了。我很悔恨,我没有在这些矛盾出现的五年前死去。”思想的僵化不仅使洛伦兹先前的探索精神完全丧失,思想上陷入了对科学的绝望感觉之中,而且在行动上使尽自己的天才,千方百计地去把否定“以太”存在的新发现纳入牛顿的经典物理学理论大厦之中,企图阻挡科学向前发展的步伐.

3 卢瑟福:人类无法利用原子中的能量

卢瑟福在原子科学探索中作出了多方面的贡献,是现代原子科学的奠基人。他指出了放射性现象乃是一种放射性元素的原子自发地衰变为完全不同的另一种元素的原子的过程,打破了自道尔顿以来牢固地建立起来的原子不可分的观念,提出了原子的核式结构,确定了射线的性质,发现了质子,实现了原子核的人工转变,预言了中子和几种同位素的存在,培养了多位诺贝尔奖获得者。


但卢瑟福在对待利用原子能量直接为人类服务的看法上,思想长期处于保守状态,结果使他得出了一系列错误断言。他在很早的时候就错误地断言:人类永远也做不到利用原子中的能量,这个问题(利用原子能)“只不过是纸上谈兵而已”。到了1932年,当他的实验室对原子的研究取得了巨大成就,报纸上开始有人预言原子能将来可能被应用到人类生活中的时候,他还坚持驳斥说:“没有这样的事,实验人员进行自己的探索的真正目的,是出于了解自然界最深秘密的极大兴趣。”好在其他科学家在原子能利用探索道路上,没有迷信卢瑟福的权威,也没有被他的错误断言束缚,他们朝着前方奋力探索,用事实证明了卢瑟福断言的错误,为人类找到了原子能这一崭新能源。

4 爱因斯坦:量子力学是没有理论根据的

爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家,物理学革命的旗手,是人类历史天空中最耀眼的巨星。爱因斯坦在量子力学初创阶段,成为第一位率先站出来支持其发展的大科学家,众多科学家在他的引导下也纷纷投身量子力学探索并取得了一系列成就。但其后不久,他对待量子力学的思想却保守起来,成了量子力学的顽固反对者。德国物理学家海森伯在继众多科学家探索量子力学成就的基础上,找到了反映量子波粒二象性事实的“测不准原理”或不确定关系。这一原理为人们后来认识微观粒子提供了重要的理论依据。可是爱因斯坦对这一原理给予了否定,说量子力学没有理论做依据,只是偶然的假说。他不仅口头上对量子理论进行批驳,而且在行动上也停止了对量子理论的研究,结果使他从此再也没有获得量子力学新的研究成果。

5 爱迪生:交流电是没有前途的

爱迪生是位举世闻名的电学家和发明家,他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外,在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有约2000项创造发明,为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。


特斯拉最伟大的成就就是他发明了交流发电和供电系统。这一系统以其安全、成本低、输电损耗小、电机制造容易、便于变换电压等优点,克服了直流发电和供电系统的各种弊端,适应于当时社会对电力急剧增长的技术需要,有广阔的应用前景。但是,积极倡导直流电应用的爱迪生却激烈地反对使用交流电,甚至不惜使用卑劣的手段来诽谤特斯拉的这项科研成果,险些将交流电的使用扼杀于襁褓之中。

1884年,一贫如洗的特斯拉来到美国,一心要实现他的交流电梦想。初见爱迪生时,便向这位他已深为敬仰的名人介绍起自己的交流电来。不料,这位发明大王一听到交流电便勃然大怒“交流电太危险,是没有前途的,大家喜欢直流电,我一辈子要的也就是直流电。

1888年,特斯拉终于得到金融家威斯汀豪斯的支持。威斯汀豪斯电气公司决定投资研制他的交流感应电动机。爱迪生得知后恼怒异常,不惜用各种手段试图将交流电扼杀于摇篮之中。他暗地里疏通议员通过一项法案,规定电流的电压不许超过800 V,以此限制交流电的有效使用。他雇用小学生们到街上去抓小猫小狗等牲畜,拿这些小东西在试验室里做试验,残酷地将它们置于交流电下电死。他举办记者招待会,当众用l 000 V交流电做电死猫的表演。爱迪生的试验很快达到了极端:用活人来做实验。他疏通了纽约州监狱的官员,使他们答应将绞刑的死刑方式改为电刑,即改用特斯拉专利所提供的交流电的电刑。1890年8月6日,一名杀人犯被判第一次使用交流电来执行死刑。由于没有经验,当局所使用的电流太弱,犯人只是被电得半死,后来又不得不再电一次。据一位记者报道,这种恐怖的景象要比绞刑可怕得多。从此,交流电的名声一片狼藉。

面对科学巨人爱迪生的连续诽谤与攻击,在强大的舆论压力下,特斯拉与威斯汀豪斯毫不气馁,坚持实验,以大量的事实和可靠的数据来证明交流电具有安全、可靠等优点。1893年,在芝加哥万国博览会上,交流电以其非常明显的优越性得到了人们的认同。从此。交流电迅速被推广应用,成为人类文明建设的强有力手段。

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